Portas controladas-Z de alta fidelidade e robustez implementadas com átomos de Rydberg via passagem adiabática rápida refletida

Portas quânticas de alta fidelidade e robustez são essenciais para o processamento de informações quânticas, onde átomos de Rydberg neutros aprisionados em arranjos de pinça óptica servem como uma plataforma versátil para a implementação. Propomos um esquema de passagem adiabática rápida (RAP) para alcançar uma porta controlada-Z (CZ) de alta fidelidade em uma plataforma de átomos de Rydberg neutros. Utilizando apenas vestimentas a laser globais, nosso esquema envolve a reflexão de dois pulsos RAP idênticos dentro do regime de bloqueio de Rydberg para realizar uma porta CZ e pode ser facilmente estendido a uma porta CᵏZ com qubits adicionais. Prevemos uma porta CZ com fidelidade superior a 0.9995 utilizando parâmetros de átomos alcalinos e uma porta CCZ com fidelidade superior a 0.999. Além disso, a utilização direta de pulsos RAP refletidos possibilita a implementação de uma porta CCCZ de quatro bits com fidelidade superior a 0.996, sem necessidade de otimização adicional. O esquema proposto, notavelmente robusto a variações em campos de condução e efeitos realistas de decoerência, promete aplicações futuras no processamento de informações quânticas.